塑料成型模具设计--中空吹塑.ppt

中空成型,內容簡介 中空吹塑是將擠出或注射成型所得的管坯置於模具中，在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼於模腔壁上，再經冷卻脫模得到中空製品的成型方法。這種成型方法可生產瓶、壺、桶等各種包裝容器，日常用品和兒童玩具等。 本章重點： 擠出吹塑工藝,概述 Introduction,中空吹塑（又稱為吹塑模塑）是生產中空塑膠製品最重要的成型技術。用這種成型技術，不僅可以生產數毫升的小容積瓶，也可以生產數千升的大容積桶和貯罐，還可以製造出浮球、汽車油箱和塑膠小船。 廣為人知的吹塑物件有瓶、桶、罐、箱以及所有包裝食品、飲料、化妝品、藥品和日用品的容器。大的吹塑容器通常用於化工產品、潤滑劑和散裝材料的包裝上。其他的吹塑製品還有球、波紋管和玩具。對於汽車製造業，燃料箱、轎車減震器、座椅靠背、中心托架以及扶手和頭枕覆蓋層均是吹塑的。對於機械和傢俱製造業，吹塑零件有外殼、門框架、制架、推杆或有一個開放面的箱盒。,概述 Introductin,一、吹塑成型的歷史 The first blow molding patent in the United States was awarded to Saml T. Armstrong in 1851. Although the idea of blow molding was patented in 1851, blow molding was not manufactured for production till 1958.That was when John H. Breck introduced shampoo in a high-density polyethylene bottle, and a European supplier of foods used rigid polyvinyl chloride (PVC) as a liquid container. The first plastic containers were more expensive than glass containers, but the price of high-density polyethylene quick fell in 1959 to $0.38 per pound. The growth of blow molding can be contributed to many factors, but the development of high-density polyethylene was the major reason blow molding had an explosive growth in the late 1950s and early 1960s.,概述 Introductin,二、吹塑成型的基本概念 吹塑技術成型塑膠中空製品的基本過程是：借助氣體 的壓力，使閉合在模腔內尚處於半熔融狀的型坯膨脹直至 緊貼模腔壁，取得模腔形狀的吹脹物，經冷卻定形後即可 啟模脫出製品。 吹塑製品生產包括塑膠型坯製造和型坯吹脹與製品冷 卻三個階段構成。 這種成型方法可生產口徑不同、容量不同的瓶、壺、 桶等各種包裝容器，日常用品和兒童玩具等。,概述 summarize,三、吹塑的原料及用途 幾乎所有熱塑性塑膠均可用於中空吹塑，用於中空吹塑的塑膠品種有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、線形聚酯、聚碳酸酯、聚醯胺、醋 酸纖維素和聚縮醛樹脂等。 大量的中空吹塑容器，目前主要用作各種液體貨物的包裝為此吹塑用塑膠應具有良好的阻透性、耐擠壓性和耐環境應力開裂性。此外，有些包裝特殊液體貨物的吹塑容器，還要求其所用塑膠具有耐化學藥品性、抗靜電性和較高的爆破強度。 耐環境應力開裂:作為容器，當與表面活性劑接觸時具有防止龜裂的能力。 氣密性(阻透性):指阻止氧氣、二氧化碳、氮氣及水氣等向外擴散的特性。 耐衝擊性:為保護容器內裝物品，製品應具有從一米高度落下不破不裂的耐衝擊性。 此外，還有耐藥性、抗靜電性、韌性和耐擠壓性,目前生產中用量最大的塑膠品種是PE, PP, PVC和PET。其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它廣泛應用於食品、化工和處理液體的包裝。高分子量聚乙烯適用於製造大型燃料罐和桶等。 聚氯乙烯PVC因為有較好的透明度和氣密性，所以在化妝品和洗滌劑的包裝方面得到普遍應用。隨著無毒聚氯乙烯樹脂和助劑的開發，以及拉伸吹塑技術的發展，聚氯乙烯容器在食品包裝方面的用量迅速增加，並且已經開始用於啤酒和其它含有二氧化碳氣體飲料的包裝。 線形聚酯PET材料是近幾年進入中空吹塑領域的新型材料。由於其製品具有光澤的外觀、優良的透明性、較高的力學強度和容器內物品保存性較好，廢棄物焚燒處理時不污染環境等方面的優點，所以在包裝瓶方面發展很快，尤其在耐壓塑膠食品容器方面的使用最為廣泛。 聚丙烯PP因其樹脂的改性和加工技術的進步，使用量也逐年增加。,四、產品特點舉例,聚碳酸酯瓶可用於高溫下罐裝的商品（如果汁）的包裝，但如將聚碳酸酯瓶用於盛裝需要有良好阻隔性的碳酸飲料（需防止飲料中的二氧化碳逃逸）或者食用油（要防止氧氣進入瓶中，以免食用油氧化），則就不能很好地保護商品，得不到理想的包裝效果. 聚酯拉伸瓶包裝碳酸飲料，可有效地防止飲料中的二氧化碳逃逸，用於食用油的包裝，可延緩食用油的氧化變質，延長保質期（聚酯拉伸瓶阻隔性好，可有效地防止空氣中的氧通過器壁進入瓶中），但將其用於包裝高溫裝填的果汁之類的商品，在高溫裝填時，聚酯拉伸瓶會發生嚴重的變質而失去使用價值.,四、產品特點舉例,聚乙烯瓶可以盛裝酸堿類的物質而不宜盛裝苯、甲苯之類的有機溶劑（聚乙烯瓶溶脹強度明顯下降或者有機溶劑通過器壁逃逸）； 尼龍容器不宜盛裝酸堿類的物質，但用於盛裝苯、二甲苯類的有機溶劑是相當合適； 多層複合容器如PE/PA/PE和PE單層容器，在外觀上差不多完全相同，即使是塑膠製品行家裡手，亦很難就外觀上的不同將它們分開，但兩種容器的性能上差異非常大，特別是對氧氣、二氧化碳、氮氣以及有機溶劑的阻隔性能方面。,中空吹塑產品,中空吹塑產品,中空吹塑產品,中空吹塑產品,中空吹塑產品,中空吹塑產品,四、中空吹塑分類及特點,根據管坯成型方法不同分類： (1) 擠出吹塑Extrusion blow moulding(EBM) ：生產方法簡單，產量高，精度低，應用較多 系用擠出法先將塑膠製成管狀型坯，接著再將型坯移到吹塑模中吹製成中空製品。 In Extrusion Blow Moulding (EBM), plastic is melted and extruded into a hollow tube (a parison). This parison is then captured by closing it into a cooled metal mould. Air is then blown into the parison, inflating it into the shape of the hollow bottle, container or part. After the plastic has cooled sufficiently, the mould is opened and the part is ejected.,四、中空吹塑分類及特點,(2) 注射吹塑Injection Blow Moulding (IBM )：精度高，品質好，價高，適於批量大產品。 系用注射法先將塑膠製成有底型坯，接著再將型坯移到吹塑模中吹製成中空製品。 The process of Injection Blow Moulding (IBM) is used for the production of hollow glass and plastic objects in large quantities. In the IBM process, the polymer is injection molded onto a core pin; then the core pin is rotated to a blow molding station to be inflated and cooled. This is the least-used of the three blow moulding processes, and is typically used to make small medical and single serve bottles. The process is divided into three steps: injection, blowing and ejection.,2. 根據成型工藝不同分類： 擠出吹塑 注射吹塑 拉伸吹塑 ：產品經拉伸，強度高，氣密性好。 拉伸吹塑成型是雙軸定向拉伸的一種吹塑成型，其方法是先將型還進行縱向拉伸，然後用壓縮空氣進行吹脹達到橫向拉伸。 In the Stretch Blow Molding (SBM) process, the plastic is first molded into a “preform“ using the Injection Molded Process. These preforms are produced with the necks of the bottles, including threads (the “finish“) on one end. These preforms are packaged, and fed later (after cooling) into an EBM blow molding machine. In the SBM process, the preforms are heated (typically using infrared heaters) above their glass transition temperature, then blown using high pressure air into bottles using metal blow molds. Usually the preform is stretched with a core rod as part of the process. The stretching of some polymers, such as PET (Polyethylene terephthalate) results in strain hardening of the resin, allowing the bottles to resist deforming under the pressures formed by carbonated beverages, which typically approach 60 psi.,四、中空吹塑分類及特點,四、中空吹塑分類及特點,拉伸吹塑成型可使製品的透明性、衝擊強度、表面硬度和剛性有很大的提高，適用於聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PETP)的吹塑成型。 拉伸吹塑成型包括： 擠出型坯定向拉伸吹塑 (簡稱擠拉吹) 注射型坯定向拉伸吹塑(簡稱注拉吹) 多層定向拉伸吹塑 壓縮成型定向拉伸吹塑等。 拉伸吹塑不能獨立成為一種加工方法，必須與注射吹塑或擠出吹塑結合起來形成注射拉伸吹塑或擠出拉伸吹塑。,四、中空吹塑分類及特點,3.根據管坯層數不同分類： 單層吹塑 多層吹塑：綜合性能好，生產複雜，適於包裝要求高的產品包裝。 四、中空吹塑的工藝過程與原理 儘管在形式上有差異，但吹塑過程的基本步驟是相同的，即:儘管在形式上有差異，但吹塑過程的基本步驟是相同的，即： 熔化材料將熔融材料製成管狀物或型坯將型坯置於吹塑模具中熔封利用壓縮空氣將模具內型坯吹脹冷卻取出製品修整,擠出吹塑原理,擠出吹塑設備,擠出吹塑設備,型坯成型裝置,1.擠出機 擠出機應具有可連續調速的驅動裝置，在穩定的速度下擠出型坯。 擠出機螺杆的長徑比應適宜。長徑比太小，物料塑化能力差，型坯溫度不均勻；長徑比大些，分段向物料進行熱和能的傳遞較充分，料溫波動小，型坯溫度均勻，可提高產品的精度及均勻性，並適於熱敏性塑膠的生產。 型坯在較低的溫度下擠出，由於熔體粘度較高，可減少型坯下垂保證型坯厚度均勻，有利於縮短生產週期，提高生產效率。,型坯成型裝置,2.機頭與口模 機頭包括多孔板、濾網連接管與型芯組件等。對機頭的設計要求是：流道應呈流線型，流道內表面要有較高的光潔程度，沒有阻滯部位。吹塑機頭一般分為：轉角機頭、直通式機頭和帶貯料缸式機頭三種類型。 直通式機頭與擠出機成一字形配置，從而避免塑膠熔體流動方向的改變，可防止塑膠熔體過熱而分解。直通式機頭的結構能適應熱敏性塑膠的吹塑成型，常用於硬聚氯乙烯透明瓶的製造。 缺點：型坯易粘連。,型坯成型裝置,轉角機頭有連接管和與之成直角配置的管式機頭組成。這種機頭內流道有較大的壓縮比，口模部分有較長的定型段，適於擠出聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS等塑膠。 缺點：由水準轉向垂直，易產生滯流，流道長度差別較大，壓力平衡受到干擾，機頭內熔體性能有較大的差異。,與型坯擠出方向成直角的管式機頭,熔體在轉向是自由平滑地流動，不產生滯留點和熔接痕。但還不能完全消除熔接痕,各分流道的物料可以充分匯合；提高機頭壓力，促進熔體的熔合。,可調的移位節流閥式機頭,型坯成型裝置,帶貯料缸機頭 對於大型製品， 一方面要求快速提 供大量熔體，減少 型坯下墜和縮徑， 另一方面，大型制 品冷卻期長，擠出 機不能連續運行， 從而發展了帶有貯 料缸的機頭。,一、 擠出吹塑設備,吹脹裝置,型坯進入模具並閉合後，吹脹裝置即將管狀型坯吹脹成膜腔所具有的精確形狀，進而冷卻、定型、脫模取出製品。 吹脹裝置包括吹氣機構、模具及其冷卻系統、排氣系統等部分。 1.吹氣機構 吹氣機構分為針管吹氣、型芯頂吹、型芯底吹三種方式。空氣壓力應以吹脹型坯到輪廓圖案清晰的製品為原則。,針吹法,吹氣針管安裝在模具型腔的半高處，模具閉合時，針管向前穿破型坯壁，壓縮空氣通過針管吹脹型坯，然後吹針縮回，熔融物料封閉吹針留下的針孔。另一方式是在製品頸部有一伸長部分，一邊吹針插入又不損傷瓶頸。還可用幾隻吹針同時吹脹，提高吹脹效果。 優點：適於不切斷型坯連續生產的旋轉吹塑成型，吹制頸尾相連的小型容器，對無頸吹塑製品可在模具內部裝入型坯切割器，更適合吹制有手柄的容器，手柄本身封閉與本體互不相通的製品。 缺點：對開口製品由於型坯兩端是夾住的，為獲得合格的瓶，需要整飾加工，模具設計比較複雜，不適宜大型容器的吹脹。,頂吹法,頂吹法是通過型芯吹氣。模具的頸部向上，當模具閉合時，型坯底部夾住，頂部開口，壓縮空氣從型芯通入，型芯直接進入開口的型坯內並確定頸部內徑，在型芯和模具頂部之間切斷型坯。 優點：直接利用型芯作為吹氣芯軸，壓縮空氣從十字機頭上方引進，經芯軸進入型坯，簡化了吹氣機構。 缺點：不能確定內徑和長度，需要附加修飾工序。壓縮空氣從機頭型芯通過，影響機頭溫度。為此，應設計獨立的與機頭型芯無關的頂吹芯軸。,底吹法,底吹法是指擠出的型坯落到模具底部的型芯上，通過型芯對型坯吹脹。型芯的外徑和模具瓶頸配合以固定瓶頸的內外尺寸。為保證瓶頸尺寸的準確，在此區域內必須提供過量的物料，這就導致開模後所得製品在瓶頸分型面上形成兩個耳狀飛邊，需要後加工修飾。此法適於吹塑頸部開口偏離製品中心線的大型容器，有異形開口或有多個開口的容器。 進氣口選在型坯溫度最低的部位，也是型坯自重下垂厚度最薄的部位，當製品形狀較複雜時，常造成製品吹脹不充分。另外，瓶頸耳狀飛邊修剪後留下明顯的痕跡。,吹脹裝置,2.吹塑模具 （1）模具的材料 （2）模具的冷卻系統 （3）模具的排氣系統,輔助裝置,1.型坯厚度控制裝置：型坯從口模擠出時，會產生膨脹現象，使型坯直徑和壁厚大於口模間隙，影響型坯尺寸，控制型坯尺寸的方式有： 調節口模間隙 改變擠出速度 改變型坯牽引速度 預吹塑法 型坯厚度的程式控制 2.型坯長度控制裝置：型坯長度直接影響吹塑製品的品質和切除尾料的長短。型坯長度決定於在吹塑週期內擠出機螺杆的轉速。轉速快，型坯長，反之則短。 一般採用光電控制系統來控制型坯長度 3.型坯切斷裝置：型坯達到要求長度後應進行切斷。切斷裝置要適應不同塑膠品中的性能。,擠出吹塑工藝過程及控制因素,7.3.1 擠出吹塑工藝過程 .由擠出裝置擠出半熔融狀管坯； .當型坯到達一定長度時，模具移到機頭下方閉合，抱住管坯，切刀將管坯割斷； .模具移到吹塑工位，吹氣杆進入模具吹氣，使型坯緊貼模具內壁而成型為製品 (吹氣壓力0.25、0.8兆帕/s； 4.冷卻定型； 5.打開模具，取出製品； 6.修整製品。,擠出吹塑工藝過程及控制因素,擠出吹塑工藝過程,1.型坯擠出方式 （1）連續擠出吹塑 這種方法的型坯是連續不斷的，通過切斷、移送型坯至吹塑模具中或移動吹塑模于口模下方，再進行合模、吹脹和冷卻定型。此法適用於生產容積為10 ML30 L的中空製品，製品品質可以從幾克到幾千克。所用設備一般由擠出裝置、口模、吹塑模具、鎖模裝置及吹氣裝置等構成。 a.往復式,擠出吹塑工藝過程,b.轉換出料式,c.轉盤式,擠出吹塑工藝過程,（2） 間歇擠出吹塑 間歇擠出吹塑即型坯的生產是不連續的，而是將塑煉均勻的熔體儲存於中間容器，然後借助於活塞或螺杆的移動，強制熔體通過口模而形成型坯，再經合模、吹脹和冷卻定型，最終得到中空製品。 間歇擠出吹塑所用設備是以往復螺杆裝置、活塞儲料缸裝置和儲料缸口模裝置三種形式為基礎構成的。活塞儲料缸裝置是把經螺杆擠出機塑煉的熔體儲存於由活塞、料筒組成的儲料缸中，當熔體達到預定量時，推動活塞使熔體經口模而制成型坯。 相對連續擠出吹塑來說，這種方法可以生產大型中空製品，製品品質從幾千克到上百千克，所用塑膠對熱是穩定的。,擠出吹塑工藝過程,儲料缸口模裝置圖,擠出吹塑工藝過程,1.機頭2.型坯3.進氣杆4.模具,擠出吹塑工藝過程,1.機頭2.型坯3.機頭支管4.模具,擠出吹塑工藝過程,1.機頭2.貯料腔3.螺杆,擠出吹塑工藝過程,1.機頭2.貯料腔3.螺杆/螺筒,擠出吹塑工藝過程,鎖模裝置 鎖模裝置的形式取決於是移送型坯還是移動模具，移送型坯者宜採用定位鎖模裝置，而移動模具者宜採用往復式或旋轉式鎖模裝置。採用移送型坯法時，定位式鎖模裝裡是由一組或幾組在水準方向進行啟、閉模動作的啟閉裝置構成的。在進行吹塑作業時，首先利用夾具將擠出的型坯夾住並切斷，然後移送到吹塑模具中，閉模、吹塑。移送型坯法吹塑成型如圖所示。,移送型坯法吹塑成型示意圖,影響擠出吹塑工藝和中空製品品質的因素主要有： 型坯溫度和擠出速度 吹氣壓力和鼓氣速率 吹脹比 模溫 冷卻時間,擠出吹塑控制因素,擠出吹塑控制因素,(一）、管坯製造過程中的影響因素 1、原料的選擇 首先要求原料的性能滿足製品的使用要求，尤其是氣密性 耐衝擊性；其次是原料的加工性能必須符合吹塑工藝的要求。 如：高密度聚乙烯取熔體流動速率為0.25-0.35g/10min範圍， 低密度聚乙烯（LDPE）0.1-0.4g/10min，線性低密度聚乙烯 0.8g/10min左右。低熔體指數樹脂吹塑時有利於防止型坯下垂，容 易得到壁厚均勻的管坯。但是螺杆轉速增高時，低熔體指數的樹脂 外觀粗糙。因此對於上述熔體指數範圍的選用，大中型吹塑製品以 防止型坯下垂為主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑製品選偏 高一些，分子量小的。,擠出吹塑控制因素,2、溫度的控制 在擠出管坯過程中溫度控制的精確度對於管坯品質影響很大。例如溫度過低型坯表面粗糙，溫度高表面光澤好，但下垂嚴重。在擠出聚氯乙烯等容易熱降解的樹脂時，還要注意控制溫度使其不超過降解溫度。 型坯溫度過高：擠出速度慢，型坯易產生下垂，引起型坯縱向厚度不均，延長冷卻時間，生產效率低，產品品質差。 型坯溫度過低：離模膨脹突出，使型坯長度收縮、壁厚增大，降低型坯的表面品質，出現流痕，同時增加不均勻性，內應力增加，強度下降。 型坯徑向厚度不均勻，會發生型坯上卷的現象，捲曲的方向總是偏於厚度較小的一邊。型坯溫度不均勻也會造成型坯厚度不均勻，因此要控制型坯溫度，使其均勻。,型坯擠出溫度與型坯重量的關係,成型溫度與型坯表面均勻度的關係,1.聚丙烯共聚物 2.高密度聚乙烯 3.聚丙烯,擠出吹塑控制因素,擠出吹塑控制因素,擠出型坯時的溫度控制 單位：,擠出吹塑控制因素,3、 螺杆轉速對擠出管坯的影響 螺杆轉速是影響管坯品質的一個重要因素。高的擠出速度能夠提高產量，減少型坯下垂，但是型坯表面品質下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑膠，如高密度聚乙烯，可能出現熔體破裂現象。而且轉速提高時大量摩擦熱的產生使聚氯乙烯等塑膠有瞬間降解的危險。所以一股吹塑機都選用大一點的擠出裝置，使螺杆轉速在70轉分以下。 剪切黏度和型坯長度、密度、擠出速度應滿足： a=158L2/v 當L、V一定時，通過調節溫度，使塑膠的實際黏度大於計算黏度，就可以保持型坯的形狀。,擠出吹塑控制因素,4、口模對擠出管坯的影響 口模是決定型坯尺寸及形狀的重要裝置，所以要求內表面光潔度應達到10且尺寸必須按設計要求加工。口模定型段尺寸一般可選用8倍口模芯棒之間隙數值。,擠出吹塑控制因素,（二）吹塑過程中的影響因素 、 吹氣壓力 吹塑中，壓縮空氣有兩個作用，一是使管坯脹大而緊貼模腔壁，形成需要的形狀；二是起冷卻作用。 根據塑膠品種和型坯溫度的不同，空氣壓力也不一樣，一般控制在0.2-0.7兆帕之間，最適宜的是能使製品在成型後外形、花紋等表露清晰的壓力。一般空氣壓力在0.21MPa。對黏度大模量高的聚碳酸酯塑膠空氣壓力較大，對黏度小的聚醯胺塑膠取較低值；對於薄壁大型容器，需採用較高的吹氣壓力來保證製品的完整，反之，對於厚壁容器，吹氣壓較低。 對於粘度較低、容易變形的取較低值 對於粘度和模量較高的塑膠取較高值 大容積和薄壁製品宜用較高壓力 小容積和厚壁製品則使用較低壓力,2、充氣速度 為了縮短吹氣時間，以利於製品獲得較均勻的厚度和較好的表面，充氣速度(單位時間內流過的空氣體積)要盡可能大一些但也不宜過大，否則會給製品帶來不良影響，一是會在空氣進口處造成真空，使這部分的型坯內陷，而當型坯完全吹脹時， 內陷部分會形成橫隔膜片；其次是口模部分的型坯有可能被極快的氣流拉斷，造成廢品為此需要加大吹管口徑或適當降低充氣速度。 3、吹脹比 吹脹比指的是型坯的吹脹倍數。型坯的尺寸和品質一定時，吹脹比隨製品尺寸變化。吹脹比大，製品壁厚變薄，可節約原料，但吹脹困難，製品的強度和剛度降低；吹脹比過小，原料消耗增加，增加壁厚，有效容積減小，製品冷卻時間延長，成本升高。一般吹脹比為24；大型薄壁製品取1.21.5，小型厚壁製品為24甚至57。,擠出吹塑控制因素,4、模溫 為保證製品品質，模具的溫度應分佈均勻，模溫一般保持在20-50。 模溫過低：會使夾口處塑膠的延伸性降低，不易吹脹，並使製品在此部分加厚，同時使成型因難，製品的輪廓和花紋等也不清楚。 模溫過高：冷卻時間延長，生產週期加長。製品脫模變形，收縮增大。 模溫的高低取決於塑膠的品種，當塑膠的玻璃化溫度較高時，可以採用較高的模溫(如PC)；反之，則盡可能降低模溫(PE、PP)。 通常隨著製品壁厚的增加，冷卻時間延長。有時除對模具進行冷卻外，還可對成型製品進行內部冷卻，即向製品內部通入各種冷卻介質(如液氮、二氧化碳等)進行直接冷卻。,擠出吹塑控制因素,5、冷卻時間 型坯吹脹後應進行冷卻，冷卻時間控制著製品的外觀品質，性能和生產效率，增加冷卻時間，可防止塑膠因彈性回復而引起的形變，製品外形規整，表面品質好。但因製品的結晶度增大而降低韌性和透明度，延長生產週期，降低生產效率。冷卻時間太短，製品會產生應力而出現孔隙。 通常在保證製品充分冷卻定型的前提下加快冷卻速率，提高生產效率。 總結：擠出吹塑的優點：適用於多種塑膠；生產效率較高；型坯溫度比較均勻；能生產大型容器；設備投資少。,擠出吹塑控制因素,注射吹塑工藝,注塑吹塑是用來生產塑膠中空製品的，生產時，先由注塑成型機將熔融物料注入注塑模內形成型坯，開模後型坯留在芯模上，吹塑模趁熱將型坯閉合於型腔中，再從芯模原設的通道引入0.1960.686 MPa的壓縮空氣使型坯吹脹緊貼型腔，並在壓縮空氣壓力下進行冷卻，脫模後即可取得製品。 容量在1升以下，要求瓶頸尺寸精度較高的醫藥瓶、食品瓶、化妝品瓶和工業用品瓶，都以注射吹塑成型法製造。,一、注射吹塑中空成型原理,注射吹塑中空成型主要完成注射型坯吹塑成型兩個工藝過程。圖1所示為三工位注射吹塑中空成型機的典型成型原理。,三組芯棒互成120夾角水準徑向排列在轉塔上，注射型坯模具、吹塑模具和脫模裝置三工位元也成120對應分佈，合模後模具與芯棒就緊密貼合。在熔融塑膠被注射到注射型坯模具中後，在芯棒周圍形成型坯，一個表面完全光潔精緻的瓶頸就在此工位元形成;開模後，該型坯隨芯棒旋轉120到吹塑工位，在這裡型坯被吹成製品的最終形狀;然後製品再被旋轉120到脫模工位，被脫模架推出。,二、注射吹塑生產工序,注坯吹塑需用兩套模具，一套用於注射型坯，另一套用於型坯的吹脹成型。在成型過程的第一階段，注射機往注射模內注人熔料，在芯模內製成適宜尺寸、重量和形狀的短管狀有底型坯，若生產的是加蓋瓶類製品，其頸部的螺紋也在這一階段同時完成。注射用芯模是中空的，其頂端的伐在注射型坯時閉合以防止熔料進人芯模的空腔。 型坯一經形成即進人成型過程的第二階段，在型坯尚處於半熔融狀態時，注射模開啟後轉送機構將芯模連同其上的熱型坯迅速移進吹塑模內。吹塑模的內腔形狀與製品的外部輪廓一致，當其閉合時夾住芯模，使型坯可靠地處在型腔的中央，芯模頂端的伐開啟.壓縮空氣引人芯模並以其壁上的小孔逸出吹脹型坯，吹脹物緊貼吹塑模的型腔壁後，經一定時間的冷卻定形後即可啟模脫出製品。,注坯吹塑過程示意,Bild 6.9: Verfahrensprinzip des Spritzblasens. Der gespritzte, an der Mndung genau kalibrierte Vorformling wird in das Blaswerkzeug transferiert und zur Flasche aufgeblasen,三、注射吹塑設備特點,注射吹塑設備具有二工位元、三和四工位之分。無論是三工位還是四工位注射吹塑中空成型機，它基本上都由型坯成型部分、吹塑成型部分、脫模裝置、回轉工作臺、液壓氣動系統、模溫控制系統、電控系統和模具系統等部件組成。各部分的原理、結構、動作除要滿足成型工藝外，整個成型機的空迴圈時間也是一個關鍵指標，一般應小於8秒鐘。空迴圈時間過長，不僅影響生產能力，也直接關係到吹塑工藝，因此對影響迴圈時間的合模、回轉工作臺等部件的動作還有速度要求。,1.型坯成型部分,注射型坯由兩半模具、芯棒、底板和頸圈四部分組成。根據製品形狀、壁厚、大小以及塑膠的收縮性、吹脹性設計整體型坯的形狀。除容器頸部外，要求型坯的徑向壁厚大於1.5mm。不超過5mm，壁厚太薄使吹脹性能下降，太厚使型坯無法吹脹成型。 芯棒要從容器中脫出，因此應滿足： 芯棒直徑小於吹塑容器頸部最小直徑； 容器最小直徑盡可能大些，是吹脹比不致過小，保證製品品質。 芯棒的作用： 陽模 運載工具 保溫,2.吹塑成型部分,吹塑成型部分主要由合模裝置，吹氣系統和模具等組成，如圖所示。 1動範本 2吹塑模具 3頸環 4芯棒 5定範本 6底塞,四、注射吹塑工藝要點,管坯溫度與吹塑溫度 注射型坯時，管坯溫度是關鍵。溫度太高，熔料黏度低，易變形，使管坯在轉移中出現厚度不均，影響吹塑製品品質；溫度太低，製品內應力較大，使用中易發生變形及應力破裂。 注射吹模的樹脂 適合注射吹模的樹脂應具有較高的相對分子品質和熔融黏度，熔體黏度受剪切速率及加工溫度的影響較小，製品具有較好的衝擊韌性，有合適的熔體延伸性能。,型坯成型是整個注吹成型中最關鍵的部分，型坯品質的好壞直接關係到製品的品質。 注射工藝： 較低的注射壓力和較高的溫度。 型坯模溫 太低：製品收縮；太高：製品厚的地方比薄的地方溫度高，強度低，會先從薄的地方吹開。,四、注射吹塑工藝要點,擠出吹塑與注射吹塑的比較,拉伸吹塑,拉伸吹塑又稱雙軸取向吹塑，是在高彈態下通過機械手一段軸向拉伸型壞、用壓縮空氣徑向吹脹(拉伸)型坯成型包裝容器的方法。雙軸取向最大取向度可達未取向的18倍，能提高製品的剛性，衝擊強度、表面硬度。同時也可提高透明性。 例如採用此工藝的PP瓶和直接注塑吹塑瓶相比，縱橫向的拉伸強度、彈性模量大幅度提高，衝擊強度和製品的氣密性和熱變形溫度也有不同程度的增加，而霧度只有拉伸前的10%左右。,一、拉伸吹塑原理,Flash,二、拉伸吹塑工藝,按型坯的成型方法分： 擠出拉神吹塑 注射拉伸吹塑 根據型坯的受熱經歷將拉伸吹塑分為： 一步法(熱型坯法) 二步法(冷型坯法)。,一步法注拉吹，其型坯是熱的，它把預創型坯、拉伸和吹塑三個工序在一台設備中完成。所用設備是由注射裝置、注射模、調溫裝置、吹塑模和鎖模裝置等組成的。 在成型型坯時，注射機將熔融塑膠注人預製型坯模內，模具處於垂直位置。冷卻後模具型芯向上，模腔部分向下移動，然後由轉檯將型坯旋轉到加熱調溫工位元，達到所需溫度後，再轉至拉伸吹塑工位進行拉伸、吹脹和冷卻定型。最後轉至頂出工位將瓶子頂出。用一步法制瓶具有投資低、製品外觀好等優點，其缺點是效率低、預製型坯設計不易優化、操作控制要求高、產品品質不易控制。,1. 一步法注拉吹,二步法注拉吹，是將預製型坯和拉伸吹塑分開進行的。第一步是用注射法制得型坯。第二步是將預製型坯在烘箱中預熱，用夾具將其夾住，並以一定的速度轉動。當預製型坯內外層溫度已達到平衡時，離開烘箱並將其放到托架上，運送到拉伸工位進行成型。二步法的注射條件與一步法類似，所不同的是，二步法所用的預製型坯需冷卻至玻璃化溫度度Tg以下，使其處於非晶態。,2. 二步法注拉吹,3. 注拉吹工藝過程,注坯拉伸吹塑，是制取具有大分子雙軸取向結構中空製品的常用成型技術，這種吹塑技術成型製品的過程如圖所示，其型坯的注塑造形與無拉伸注坯吹塑法相同，只是所得型坯並不立即移人吹塑模內，而是經過適當冷卻後轉送入加熱槽內，在槽內加熱到預定的拉伸溫度後再移入拉伸吹脹模。型坯在拉伸吹脹模內，先用拉伸棒軸向拉伸，然後再經由拉伸棒引人的壓縮空氣使之橫向吹脹至緊貼型腔壁。吹脹物經一定時間的冷卻定形後，即可以從模內脫出。,注射拉伸吹塑示意圖,1一注射型坯，2一型坯加熱，3一拉伸，4一吹塑；5一脫模,注拉吹工藝流程,4.擠出型坯定向拉伸,擠坯吹塑是光用擠出機擠出管狀型坯，然後將熱型坯送人吹塑模內，往型坯中通人壓縮空氣將其吹脹，使吹脹物緊貼型腔壁並經一定時間的冷卻定形後，啟模取出中空製品。擠出的型坯雖然也可先經過拉伸再吹脹而制得大分子雙軸取向的中空製品，但其成型過程遠比注坯拉伸複雜而且製品性能較差，因此在生產中很少採用擠坯拉伸吹塑技術。,5、拉伸吹塑工藝控制,1) 原材料的選擇： 由於拉伸製品要求具有較高的拉伸強度、衝擊強度、剛性、透明度和光澤、對氧氣、二氧化碳和水蒸氣的阻隔性。主要應用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。 適合注射吹模的樹脂應具有較高的分子量和熔融粘度，而且熔體粘度受剪切速率及加工溫度的影響較小，製品具有較好的衝擊韌性，有合適的熔體延伸性能，以保證製品所有棱角都能均勻地呈現吹塑模腔的輪廓，不會出現壁厚明顯偏薄薄厚不均。 2) 型坯成型： 為了得到優良的製品，對型坯的要求是：透明度高，均質，內部無應變、外觀無缺點。注射型坯工藝控制： 溫度、壓力、時間是注射型坯的三大工藝因素。,線形聚酯雖為結晶性樹脂，但結晶速度較慢。在130-220的範圍內其結晶速度較快，而低於130時結晶較慢。還需注意樹脂的乾燥過程、乾燥條件、模具溫度、周圍空氣溫度及成型過程中的顆粒處理等。 注射型坯時，管坯溫度是關鍵，溫度太高，熔料粘度低易變形，使管坯在轉移中出現厚度不均，影響吹塑製品品質：溫度太低，製品內常帶有較多的內應力，使用中易發生變形及應力破裂。 為能按要求選擇模溫，常配置模具油溫調節器，由精度較高的數位溫控儀控制。 3)型坯的再加熱 它是兩步法生產的特徵。大型坯從注射模取出冷卻至室溫後，要經過24h的存放以達熱平衡，其目的是增加側壁溫度到達熱塑範圍，以進行拉伸吹塑。使之獲得充分的雙軸定向，使PET瓶達到所需的物理性能，使製品透明、富有光澤，無瑕疵和表面凸凹不平。,二、拉伸吹塑工藝要點,拉伸溫度：各樹脂有自己的適用範圍。拉伸對線形聚酯和聚氯乙烯無定形型坯時，其拉伸溫度以比玻璃化溫度高10-40為宜。線形聚酯一般為90-110 ，聚氯乙烯一般為100-140。對於拉伸聚丙烯那樣的結晶性塑膠的型坯時，其拉伸溫度比熔點低5-40較合適。一般為150左右。拉伸溫度過高，取向不充分；拉伸溫度過低，影響瓶子的透明度。為了保證拉伸吹塑成型順利進行,PET瓶坯壁厚均勻,一般理想的拉伸溫度範圍為75110,在此範圍內溫度取較低值,更容易保證軸向和徑向均勻性。,二、拉伸吹塑工藝要點,拉伸比： 拉伸比直接影響瓶子的性能。拉伸比和拉伸速率大,則瓶子的拉伸強度和衝擊強度高，跌落強度也高,氣密性就好,但是操作困難,瓶坯易拉斷。緩慢拉伸則達不到所需拉伸比,對PET瓶一般取拉伸比為2.03.0。 線形聚酯比聚氯乙烯拉伸倍率高，這也是線形聚酯瓶強度高的原因。另外，拉伸倍率高也能提高阻止氣體滲透的性能。,5) 吹塑壓力：吹塑壓力的大小直接影響到瓶子的成型。吹氣壓力過小,則瓶子不易成型。壓力過大,將造成瓶子壁厚不均。一般選定在0.82.5MPa之間,可以得到比較理想的製品。 6) 冷卻時間： 冷卻時間隨型坯壁厚的平方變化而變化。型坯壁厚，冷卻時間長，生產週期長。,二、拉伸吹塑工藝要點,多層吹塑,多層吹塑中空製品的生產，主要是為了滿足化妝品、藥品和食品等對塑膠包裝容器阻透性、阻燃性、耐候性、隔熱性、內外二色性和立體效應等的更高需求。例如外層為PVC而內層為PE的雙層吹塑瓶，PVC外層能提供良好的阻透性、剛性、阻燃性和耐候性，而內層PE則使瓶對包裝物無毒和優異的耐化學藥品性。 多層吹塑容器所用塑膠的品種和必要的層數，應根據其使用的具體要求確定。當然製品層數愈多，型坯的製造就愈加困難，其生產成本也會愈高。 多層吹塑製品的典型應用是牛奶、天然果汁、茶、番茄醬、碳酸軟飲料()和啤酒的包裝。例如,3層容器用於超高溫牛奶和的包裝,而6層容器用於果汁的包裝。多層吹塑的關鍵是控制各層樹脂